(57)【要約】【課題】可動レンズの移動軌跡の異なる複数の変倍動作モードを設定し、観察対象や使用目的等に応じて選択した最適な変倍動作を実現する。【解決手段】例えば、主にピント合せの役目をする第１可動レンズ２５と、主に変倍の役目をする第２可動レンズ２６を設け、これらの可動レンズ２５，２６のそれぞれに対し複数の移動軌跡を設定すると共に、これらの移動軌跡を組み合わせて変倍機能の操作モード、例えば速い第１変位量モードａ、遅い第２変位量モードｂ、画質優先モードｃを設定する。これらの操作モードａ〜ｃは、選択スイッチ４２で選択され、マイコン４３の移動軌跡制御部４３Ｃで実行される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学系を用いて結像させた被観察体像を固体撮像素子にて撮像する電子内視鏡装置において、
上記対物光学系に組み込まれ、変倍機能を行うために光軸方向に移動可能となる可動レンズと、
変倍機能に関連し設定された各種の操作モードに対応して上記の可動レンズを複数の移動軌跡で駆動する駆動手段と、
選択された操作モードとなるように上記駆動手段を介して上記可動レンズの移動軌跡を制御するレンズ移動軌跡制御部と、を設けたことを特徴とする電子内視鏡装置。
【請求項２】
変倍機能とピント合わせ機能を行うための複数の可動レンズを設け、この複数の可動レンズのそれぞれには複数の移動軌跡を設定し、上記レンズ移動軌跡制御部では、変倍機能の各種操作モードに対応して上記複数の可動レンズの移動軌跡を制御することを特徴とする上記請求項１記載の電子内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子内視鏡装置、特に対物光学系に設けられた可動レンズによって光学的に拡大した被観察体像を撮像する電子内視鏡装置の変倍機能に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子内視鏡装置は、固体撮像素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等を電子内視鏡（電子スコープ）の先端部に搭載し、光源装置からの光を照明することにより被観察体内を撮像し、またこの電子内視鏡で得られたＣＣＤの撮像信号をプロセッサ装置へ出力し、このプロセッサ装置で映像処理を施すことにより、被観察体の映像をモニタへ表示するものである。
【０００３】
このような電子内視鏡装置では、特開２００１−１００１１４号公報の対物レンズ移動機構付き内視鏡等に示されるように、撮影像を光学的に拡大（変倍機能又はズーム機能）することが行われる。図４には、上記公報の内視鏡先端部の構成が示されており、図示されるように、内視鏡先端部１の支持部２の先端面には、観察窓レンズ３が設けられ、この観察窓レンズ３の光路の後側に、プリズム４、カバーガラス５を介して固体撮像素子であるＣＣＤ６が配置される。このＣＣＤ６は、回路基板７を介して信号線８に接続されており、この信号線８を介してＣＣＤ６で撮像された信号はプロセッサ装置へ供給される。
【０００４】
上記観察窓レンズ３とプリズム４との間には、対物光学系を構成する第１可動レンズ１０及び第２可動レンズ１１が配置され、この第１可動レンズ１０の保持枠１２と第２可動レンズ１１の保持枠１３は、その係合孔１２Ａと１３Ａが円柱状のカム軸１４の外周に嵌合することにより、当該カム軸１４に取り付けられる。また、上記の係合孔１２Ａにはカムピン１６、係合孔１３Ａにはカムピン１７が突出形成され、一方のカム軸１４には、その軸線に対して傾斜角度の異なるカム溝１８，１９が形成されており、このカム溝１８に上記カムピン１６、カム溝１９に上記カムピン１７が係合することになる。
【０００５】
そして、上記カム軸１４には、モータ２０の軸２０Ｚが取り付けられる。従って、モータ２０の回転制御によってカム軸１４を回転させれば、カム溝１８，１９とカムピン１６，１７の係合によって第１可動レンズ１０、第２可動レンズ１１が光軸方向に前後移動（異なる量の移動）し、これによって光学的変倍（拡大）等が行われる。このような拡大映像は、病変の質的診断や癌の進行度診断等、臨床上の評価に有用となる。
【０００６】
また、近年では、特開２００１−２６９３０６号公報に示されるように、２つの可動レンズを駆動制御し、変倍動作と共に像面湾曲特性を変化させることも提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１００１１４号公報
【特許文献２】
特開２００１−２６９３０６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子内視鏡装置は各種の消化器官を観察対象とし、またその使用目的、状況も様々であり、上述した光学的変倍機能の操作においては、標準距離（遠距離）から至近距離への変倍動作（焦点合わせ）を良好な画質の下に順次行うだけでなく、標準距離（遠距離）から至近距離、又はその逆の方向へ操作する変倍動作の途中において、変倍のスピードを急速にした方がよい場合、逆にゆっくりと変化させた方がよい場合がある。
【０００９】
しかしながら、図４で説明したレンズ移動機構でも理解されるように、カム軸のカム溝の傾斜角度で可動レンズの移動軌跡（カムカーブ）が一律に決まることになり、従来では、電子内視鏡装置の観察対象や使用目的又は術者等に応じて変倍動作を任意に変えることはできなかった。
【００１０】
また、画質評価の一つの要素として、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）があり、このＭＴＦは上記カムカーブを変えることによって変化する。しかし、従来では一つのカムカーブが設定されることから、ＭＴＦを変えた変倍動作をすることはできなかった。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動レンズの移動軌跡の異なる複数の変倍動作モードを設定し、観察対象や使用目的等に応じて選択した最適な変倍動作を実現することができる電子内視鏡装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、対物光学系を用いて結像させた被観察体像を固体撮像素子にて撮像する電子内視鏡装置において、上記対物光学系に組み込まれ、変倍機能を行うために光軸方向に移動可能となる可動レンズと、変倍機能に関連し設定された各種の操作モードに対応して上記の可動レンズを複数の移動軌跡で駆動する駆動手段と、選択された操作モードとなるように上記駆動手段を介して上記可動レンズの移動軌跡を制御するレンズ移動軌跡制御部と、を設けたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、変倍機能とピント合わせ機能を行うための複数の可動レンズを設け、この複数の可動レンズには複数の移動軌跡を設定し、上記レンズ移動軌跡制御部では、変倍機能の各種操作モードに対応して上記複数の可動レンズの移動軌跡を制御することを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、例えば２つの可動レンズのそれぞれに対し２つの移動軌跡（従来のカムカーブに対応するもの）を設定し、この４つの移動軌跡の組合せによって、例えばＭＴＦが最良となる画質優先モード、倍率変位量（スピード）が速い第１変位量モードと遅い第２変位量モードの３種類の操作モードを設定する。そして、これらの操作モードのいずれかを選択した後、変倍操作を行うと、移動軌跡制御部により選択された操作モードで可動レンズが移動制御されることになり、使用状況に応じた変倍動作で拡大映像の表示と観察が行われる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１には、実施例に係る電子内視鏡装置の構成が示されており、この図１の内視鏡先端部２２には、図４の構成と同様に観察窓レンズ２４の後側に、対物光学系を構成する第１可動レンズ（又は群）２５及び第２可動レンズ（又は群）２６が配置され、この第２可動レンズ２６の後側に、カバーガラス等を介して固体撮像素子であるＣＣＤ２７が配置される。このＣＣＤ２７で撮像された信号は、回路基板及び信号線を介してプロセッサ装置へ供給される。
【００１５】
そして、上記第１可動レンズ２５と第２可動レンズ２６は、それぞれのアクチュエータ２８Ａと２８Ｂに取り付けられており、これらのアクチュエータ２８Ａ，２８Ｂとしては、圧電アクチュエータ、静電アクチュエータ等のリニアアクチュエータ等が用いられる。これらアクチュエータ２８Ａ，２８Ｂによって上記第１及び第２の可動レンズ２５，２６が光軸方向に相対的に前後移動することになり、第１可動レンズ２５は主にオートフォーカス（ピント合せ）の役目をし、第２可動レンズ２６は光学的変倍（焦点距離可変）の役目をするように構成される。
【００１６】
また、当該装置には、上述したＣＣＤ２７を駆動するためのタイミングジェネレータ（ＴＧ）３０、このＣＣＤ２７の出力信号を入力して相関二重サンプリング動作と自動利得制御をするＣＤＳ（相関二重サンプリング）／ＡＧＣ（自動利得制御）回路３１が設けられ、このＣＤＳ／ＡＧＣ回路３１の後段には、Ａ／Ｄ変換器３２、各種の映像処理を施すためのＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）３３、１フレームの映像データを記憶する映像メモリ３４、Ｄ／Ａ変換器３５、プロセッサ装置に接続されるモニタ３６が配置される。
【００１７】
更に、上記先端部２２に配置されたアクチュエータ２８Ａ，２８Ｂを駆動するためのアクチュエータ駆動回路３８が設けられる。なお、上述したＣＤＳ／ＡＧＣ回路３１からアクチュエータ駆動回路３８までの回路は、電子内視鏡とプロセッサ装置のいずれかに振り分けられて配置されている。
【００１８】
また、この電子内視鏡装置には、電子内視鏡（スコープ）の操作部等に変倍スイッチ（ズームスイッチ）４０が設けられ、プロセッサ装置の操作パネル４１に変倍の操作モードａ〜ｃを選択するモード選択スイッチ４２が設けられると共に、全体回路の制御を統括するマイコン４３が設けられており、このマイコン４３の中に、第１及び第２の可動レンズ２５，２６のそれぞれの移動軌跡を制御する移動軌跡制御部４３Ｃが設けられる。
【００１９】
図２には、当該例の第１及び第２の可動レンズ２５，２６で設定される移動軌跡が示されており、第１可動レンズ２５ではほぼ等速変位量の移動軌跡（カーブ）Ｃ１と速い変位量の移動軌跡Ｃ２が設定され、第１可動レンズ２５でもほぼ等速変位量の移動軌跡Ｃ３と速い変位量の移動軌跡Ｃ４が設定され、これらの移動軌跡Ｃ１〜Ｃ４を組み合わせることにより、図３の組合せ移動軌跡としての３つの操作モードａ〜ｃを設定する。
【００２０】
図３は、横軸を標準（遠距離）から至近距離までのレンズ移動量、縦軸を拡大率とした拡大率の変位が示されており、図の上側のカーブＣａは上記の移動軌跡Ｃ１とＣ４を組み合わせ、変倍動作中の倍率変位量（スピード）を速くした第１変位量モードの特性となり、下側のカーブＣｂは上記の移動軌跡Ｃ２とＣ３を組み合わせ、変倍動作中の倍率変位量を遅くした第２変位量モードの特性となり、中間のカーブＣｃは上記の移動軌跡Ｃ１とＣ３を組み合わせ、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を最良とした画質優先モードの特性となっている。また、この他にも、変倍領域でＭＴＦ特性を変えたモード、例えば低倍率側でＭＴＦを低下させ、高倍率側でＭＴＦを向上させるようなＭＴＦ可変特性モードや、観察深度に着目したモード等を設定してもよい。
【００２１】
実施例は以上の構成からなり、この電子内視鏡装置では、図１のＣＣＤ２７にて被観察体内が撮像されることになり、その後段のＣＤＳ／ＡＧＣ回路３１〜Ｄ／Ａ変換器３５の回路による映像処理を経て、モニタ３６の画面に被観察体の映像が表示される。また、変倍スイッチ４０（Ｆａｒ方向又はＮｅａｒ方向）を操作すると、その操作量に応じて第１及び第２の可動レンズ２５，２６が駆動されるので、光学的に拡大した被観察体像がＣＣＤ２７で撮像され、モニタ３６の画面には拡大した被観察体の映像が表示される。
【００２２】
ここで、操作パネル４１のモード選択スイッチ４２によって画質優先モードｃが選択されている場合は、移動軌跡制御部４３Ｃによって第１可動レンズ２５が図２の軌跡Ｃ１、第２可動レンズ２６が軌跡Ｃ３で移動制御され、この結果、ＭＴＦが最良となる図３の特性Ｃｃの変倍動作が行われる。また、上記スイッチ４２にて第１変位量モードａが選択された場合は、第１可動レンズ２５が軌跡Ｃ１、第２可動レンズ２６がＣ４で移動制御されるので、特性Ｃａのように速い変位量（スピード）で変倍動作が行われる。例えば、図３に示したａ倍には中間付近のレンズ位置ｅ１で早めに到達する。一方、第２変位量モードｂが選択された場合は、第１可動レンズ２５が軌跡Ｃ２、第２可動レンズ２６がＣ３で移動制御されるので、特性Ｃｂの遅い変位量で変倍動作が行われる。例えば、図３のａ倍には至近側のレンズ位置ｅ２で遅めに到達することになる。
【００２３】
このように、当該実施例では上記第１変位量モードａ、第２変位量モードｂ、画質優先モードｃの３種類のモードのいずれかを選択することができ、観察対象や使用目的又は術者等に応じた最適な変倍動作で拡大映像を得ることが可能となる。
なお、上記実施例では、２つの可動レンズ２５，２６を配置した場合を説明したが、１つの変倍用の可動レンズに対し複数の移動軌跡を設定して上記と同様の複数の操作モードを実行するようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、例えば変倍機能とピント合わせ機能を持つ複数の可動レンズのそれぞれに対し複数の移動軌跡を設定すると共に、これらの移動軌跡を組み合わせて変倍機能の各種の操作モードを設定し、この操作モードを選択して実行できるようにしたので、観察対象や使用目的等に応じて選択した最適な変倍動作を実現することができ、使い勝手のよい電子内視鏡装置が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る電子内視鏡装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】実施例の第１及び第２の可動レンズで設定される移動軌跡を示すグラフ図である。
【図３】実施例で設定される複数の変倍操作モードの拡大率変化特性を示すグラフ図である。
【図４】従来の電子内視鏡先端部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１，２２…内視鏡先端部、
１０，２５…第１可動レンズ、
１１，２６…第２可動レンズ、
２８Ａ，２８Ｂ…アクチュエータ、
３１…ＣＤＳ／ＡＧＣ回路、    ３３…ＤＳＰ、
３８…アクチュエータ駆動回路、
４０…変倍スイッチ、
４２…モード選択スイッチ、    ４３…マイコン、
４３Ｃ…移動軌跡制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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